摘要：针对脊柱手术中的椎弓根钉内固定术，为克服医生操作手术时定位精度难以保证、长时间手术易疲劳等问题，设计了一套脊柱手术机器人系统用于辅助实施椎弓根钉内固定术。机器人为5自由度，充分考虑手术机器人对安全性和工作空间有效覆盖的要求，进行了构型设计，并完成了相应的机器人运动学分析。控制系统是由图像导航下的主动控制和基于力传感器的被动拖拽控制两个模式进行控制。主动控制下，医生通过导航系统提供最优钉道的精确位置信息，机器人根据医生的规划路径自主到达手术点；被动力拖拽控制基于导纳控制原理对医生作用在机器人末端执行器的操作力进行映射，并以此形成跟随拖动动作的机器人运动控制指令。针对力拖拽控制的实验验证了机器人在被动拖拽控制模式下能够柔顺地跟踪医生的操作动作。

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